【摘 要】
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特深井钻机的绞车由多台大功率电机通过并车后驱动,保证了钻井过程的功率需求;由于绞车多电机传动系统的结构对称,滚筒轴的振动和受力不均等问题明显的减少。但是,由于制造上
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特深井钻机的绞车由多台大功率电机通过并车后驱动,保证了钻井过程的功率需求;由于绞车多电机传动系统的结构对称,滚筒轴的振动和受力不均等问题明显的减少。但是,由于制造上的原因,即使型号、规格相同的电机也存在着机械特性差别。因此,在驱动绞车滚筒的过程中,电机组各电机之间存在着不同步、负载分配不均等情况,影响了系统的传动效率,造成了不必要的能源损耗。如果该情况长时间存在,不但会对电机造成损害,还会影响钻井进程。针对上面的问题,本论文结合实际工况,从理论上探讨、研究了绞车多电机的协调控制技术。本文首先分析了双电机传动系统的结构及原理,找出并车传动过程中,同轴联接的电机组负载不均衡的原因,并选用主从同步传动方式来消除多电机间的功率差;接着本文对交流异步电机的矢量控制进行分析,建立了电机以及传动系统的数学模型,据此设计含有转速-转矩环的闭环传动系统方案;最后在MATLAB/Simulink环境下,对多电机传动系统进行了仿真。仿真中运用了模糊PID控制算法,文中对涉及到的模糊控制策略进行了详细介绍,并设计了核心单元——模糊PID控制器。仿真过程中考虑了系统稳定工作以及受到负载冲击这两种不同情况,并对这两种情况下的控制响应进行了分析。通过仿真试验表明本文中的设计可以取得良好的控制效果。
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